炼铁转炉脱硫除尘器的设计及应用

一、前言
 
随着经济的快速发展，环境污染已成为制约我国经济发展的重要因素。执行国家关于工业窑炉相关大气排放环境标准。贵单位领导非常重视环保治理，受贵单位委托，我公司技术人员对贵单位所需废气治理工程现场进行了实地考察。并初步拟定选用LZ型高效湿式复合除尘装置及系列专利技术承担此项任务。现将初步治理设计方案提请贵单位审查、决策。待审定后，作为施工及设备制作等相关设计依据。
 
二、新建工程概述
 
本工程所涉及治理范围为炼铁转炉熔炼过程中，从上方罩口出、处产生大量熔炼粉尘。严重地污染了生产现场环境，更重要的是直接危害了操作工人的身体健康。同时铁作为黑色金属品种，所产生的粉尘具有很高的回收再利用价值。为了改善岗位条件和厂区的工作环境，必须新建除尘环保设施以满足保护工人身体健康，及回收利用价值粉尘的实际需要。
 
在转炉中由铁质原料炼铁的方法是，该转炉含有初始铁水，在炼制期间其中至少引入燃料、含氧气体和铁质原料，反应气体在熔体上方的转炉气体空间内与氧化气体二次燃烧且生成热传向铁水池，在炼制期之后将部分铁水排放，而其余的作为初始铁水保留在转炉中用于下一炼制期，其特征在于，初始铁水重量占炼制期后和排放部分铁水之前转炉中所含的铁水量的１０％－６０％，且在炼制期向转炉气体空间连续向铁水供给铁质原料，与此同时将含氧不超过５０％的含氧气体连续吹向熔体的表面。 整个熔炼过程中会产生大量的氧化铁及杂质粉尘，从粉尘的特性分析为疏水性粉尘，从除尘成本及运行费用考虑，首选湿式除尘设备为佳。
 
三、设计内容
 
1、治理范围
 
转炉在投料及熔炼过程中时会向外冒出大量熔炼产生的粉尘。配备一套合理对外冒粉尘捕集的收尘系统。
 
2、设计内容
 
尘气捕集罩的设计；（已有）
 
车间内外除尘管道的布置；
 
烟气净化设备（除尘器）设计；
 
灰水系统设计；
 
控制系统设计；
 
除尘系统参数设定及主要设备选型；
 
除尘系统的总布置图。
 
四、方案的设计依据及原则
 
1．设计依据
 
1.1贵厂提供的有关资料；
 
1.2我公司技术人员现场测量数据；
 
1.3我公司在冶金行业除尘治理的成功经验；
 
1.4我公司所采取的先进工艺；
 
a、低阻、高温流量管道系统工艺；
 
b、吸尘罩、手动切换阀、吸尘罩最佳实用技术；
 
c、湿式除尘器。
 
2．设计原则
 
2.1不影响操作工艺为生产服务宗旨；
 
2.2满足国家及行业对环保的要求并达标；
 
2.3所采用的技术经得起实践检验，并能保证长期可靠稳定的运行。；
 
2.4性价比优，一次投资省，长期运行费用低、效果好；
 
2.5兼顾企业发展规划与现行的协调。
 
五、治理方案实施后环保性能指标
 
1.烟尘捕集率：＞98%
 
2.排放浓度：≤80mg/Nm3
 
六、熔炼转炉粉尘治理方案
 
1．除尘系统组成
 
吸尘罩+低阻、大流量管道系统工艺+湿式除尘器+灰水分离系统
 
2.除尘系统主要性能参数
 
处理烟气量：55000m3/h
 
七、技术方案
 
1．风量的确定
 
  本工程所涉及扬尘点为一个。根据需要将转炉上方烟尘出口密封，密封罩留有检修及操作空间。
 
烟气捕集罩的设计
 
1.1投料及熔炼时外冒的粉尘会成系统性的往上走，因此该捕集罩位于密封罩的上方。
 
1）捕集罩风量的确定
 
根据专业人员现场观察的具体情况及粉尘特性确定吸尘罩的罩口风速。
 
2）捕集罩必须解决的几个问题
 
a、不能影响操作工人正常工作；
 
b、吸尘罩保证捕集率在95%以上。
 
2．车间内外除尘管道的设计
 
除尘器主管道直径：φ1060mm
 
烟道流速：18m/s
 
3．除尘器设计选型：
 
LZ-W-P-20型湿式除尘器
 
技术参数
 
处理烟气量；55000m3/h
 
阻力：1200Pa
 
效率：98%以上
 
4.配套风机：4-68№10D
 
技术参数
 
风量：35420-60157m3/h
 
全压：3443-2423Pa
 
电机:Y250M-4
 
功率：55KW
 
转速：1450r/min
 
八、除尘设备技术说明
 
（一）生产企业

我公司是集环保工程设计、环保设备制造安装的专业单位，生产与多家科研机构及环保企业联合开发出了多项环保技术产品，其中具有多项国家专利的LZ型高效除尘装置就是一种极具特点的高科技产品，先后成功用于冶金、化工、建材等多种行业，并取得了满意的工业效果。该产品1999年通过河北省环保局组织的产品认定后，2000年又被评为河北省重点环保推广产品，2001年获国家环保总局环保科技成果，2002年获国家五部委，国家重点新产品奖，并多资在国际、国内等大型环保展销会荣获金奖。
 
该装置经环保部门权威结构监测认可除尘效率96——99%，烟尘浓度≤80mg/NM3，林格曼黑度1级，设备总阻力＜1000pa，该设备脱水性能好，运行简便，少运行部件，易操作管理，终身技术服务。
 
(二)工作原理
 
本装置为单筒入地式，烟气侧进上出结构，烟气从置有双层雾化网膜系统经第一次除尘后的烟气，通过进烟管经气流分配器，高速冲击设在地下的反应地内的吸收液，在惯性力、碰撞力、重力、附着力、凝聚力的作用下，深入池底，完成第二次除尘过程，在风机引力的作用下，气水同时抬升，使烟气与吸收液充分反应，以及混合后的烟气经过上方所设置的泡沫床系统完成第三次除尘。净化后的烟气经锥形变速罩，叶轮脱水器，进行气水分离，溶于水中的粉尘、经泄水装置流回反应池。净化后的烟气通过脱水器后排出。灰尘沉入池底，由人工或机械清除。
 
(三)材料，技术特点
 
1、本装置采用特殊材料，经过特殊的制造工艺完成，及全部采用不锈钢部件，解决了设备在高温、高磨损、高湿度的工况下，设备的防腐、耐磨耐高温问题。
 
2、设备采用立式叶轮脱水装置，脱水性能好，解决了烟气带水问题，使风机及烟道不易受腐蚀。
 
3、设备采用单筒入地式结构，极大地节省占地空间，使制造成本安装本、安装成本与其它同类产品比较，大幅降低。
 
4、主体设备采用运行部件，极大地降低了运行及维修费用。
 
(四)实施方案选择
 
本装置属成熟技术，非标准的定型产品选择应用，其设计是指实地布设工作参数，调整配套系统设施，注重技术可靠、有效和经济性，主要考虑原则：
 
1、保证符合LZ型装置正常工作下技术要求和必要的配套使用条件。
 
2、充分考虑，核算应有的配套设备，节约及减少损失。
 
九、LZ型高效除尘装置工艺流程及使用特点：
 
使用特点：
 
1、本除尘装置废水不外排，无二次污染，采用目前最为成熟的湿法除尘，经过多次化学物理反应过程以达到除尘、除湿，净化烟气的目的。
 
2、采用气动立式循环流化技术，增大了液气比表面积，延长了液气反应时间，使工作效率大大提高。
 
3、采用立式叶轮脱水装置，脱水效果好，不易腐蚀引风机的和烟道。
 
4、采用落地式结构，不存在设备堵塞问题，可实现机械化清灰。